河南某钾长石矿的精选除铁研究

郝小非等

摘 要：本文以河南某钾长石矿产资源为研究对象，通过单一浮选除铁工艺流程，可得到产率为77.78%左右、Fe2O3含量为0.28%的中低档钾长石粉产品。为今后低品位钾长石的开发利用提供了技术依据。

关键词：钾长石；混合捕收剂；反浮选；除铁

1 引言

该矿石中的主要矿物有微斜长石、斜长石、钠长石、石英及绢云母。金属矿物主要为褐铁矿，其中，钾长石（微斜长石和条纹长石常互为交生）为50%～55%、钠长石为10%、石英为30%～35%、绢云母含量小于1%。原矿化学组成分析结果见表1。

长石是一种重要的工业矿物，主要用作玻璃和陶瓷的生产原料。在玻璃工业中，长石消费量约占长石总消费量的50%～60%。在陶瓷工业中，长石消费量约占长石总消费量的30%。除此之外，钾长石还应用于化工、磨具磨料、玻璃纤维、电焊条生产等行业。评价长石产品质量的技术指标主要是烧成白度和K2O、Na2O的含量。在透明玻璃的生产中，原料中的铁会对玻璃的透光度和颜色产生不良影响；在陶瓷生产中，铁易使制品表面产生黑点、熔疤和熔洞[1-3]。

不同类型矿石的除铁方法和效果不同，主要取决于铁的状态、粒度，以及矿物间的相互关联。磁选工艺是最常用的工艺[4]，但对于含铁矿物呈细粒嵌布的长石矿来说，浮选是最主要的选矿方法。当pH值为3～4时，用胺类捕收剂浮选云母；当pH值为4～5时，用磺酸盐类捕收剂浮选含铁矿物[5]。在酸性条件下浮选时，对设备要进行耐腐蚀处理，且对环境影响较大。因此，开展在碱性条件下的除铁试验是未来发展的方向。另外，随着高品位钾长石矿资源的日益枯竭，利用低品位钾长石矿资源迫在眉睫。

我国钾长石资源极其丰富，主要分布在安徽、内蒙古、黑龙江、新疆、四川等23个省区，分布十分广泛，但主要以中低品位为主[6]。目前，我国钾长石的利用主要为采富弃贫的方式，即以开采高品质为主。而低品位钾长石的合理开发利用并未引起足够的重视，大部分都未开发利用，成为了“呆滞”资源。

本文以河南某钾长石矿产资源为研究对象，通过单一浮选除铁工艺流程，可得到产率为77.78%左右、Fe2O3含量为0.28%的中低档钾长石粉产品，为今后低品位钾长石的开发利用提供了技术依据。

2 试验内容及结果分析

2.1 试验内容

本试验是在弱碱性介质中进行，以脂肪酸作捕收剂、以碳酸钠作pH调整剂、水玻璃作为抑制剂、皂化油酸+731按2：1混合作捕收剂，并采用反浮选工艺进行除铁选矿。其粗选除铁选矿流程见图1。

2.2 试验结果分析

2.2.1磨矿细度对除铁效果的影响

在碳酸钠用量为2000g/t、水玻璃用量为300g/t、混合捕收剂用量为900g/t的条件下，进行磨矿细度试验，其试验结果见图2。

由图2可以看出，随着磨矿细度的增加，钾长石精矿产率逐渐降低，精矿中铁含量却逐渐升高。这是因为磨矿粒度过细，矿泥增加造成浮选选择性下降，夹杂严重。研究结果表明，当磨矿细度为～0.074mm占45%～55%左右时，选别指标较佳。因此，本文选择～0.074mm占50%的磨矿细度。

2.2.2矿浆pH值对除铁效果的影响

本文采用碳酸钠和硫酸作pH调整剂，在水玻璃用量为300g/t、混合捕收剂用量为900g/t条件下，进行了矿浆pH值试验，其试验结果见图3。

从图3可以看出，随着pH值的增加，钾长石精矿的铁含量逐渐下降。但当pH值超过9之后，精矿中铁含量反而又升高，说明过量的调整剂对含铁矿物有抑制作用。因此，本文最终确定矿浆pH值为9左右最佳。

2.2.3水玻璃用量对除铁效果的影响

水玻璃常用作硅酸盐矿物的抑制剂和矿泥分散剂，本试验用水玻璃抑制钾长石，可以减少钾长石的损失，其水玻璃用量试验结果见图4。

由图4可以看出，随着水玻璃用量增加，钾长石精矿产率逐渐增加，精矿铁含量下降。但用量过大对铁矿物有抑制作用，钾长石精矿铁含量增高。因此，本文以水玻璃用量为300g/t最佳。

2.2.4捕收剂用量对除铁效果的影响

本文采用皂化油酸+731按2：1的比例作铁矿物捕收剂，皂化油酸可增加油酸的分散性和捕收性，和731混合可增加药剂的协同效应，其捕收剂用量试验结果见图5。

由图5可知，随着捕收剂用量的增加，钾长石精矿产率下降，精矿铁含量下降。但当用量超过1500g/t时，钾长石精矿产率急剧下降，而精矿中铁含量变化不大。从浮选现象可以看出，捕收剂用量过大，造成泡沫发粘，夹杂严重，从而降低了浮选的选择性。本文以捕收剂用量为1500g/t最佳。

2.2.5工艺流程及指标对除铁效果的影响

在最佳粗选条件基础上，为进一步降低精矿中铁含量，因此又增加了两次选铁作业工序，最终试验工艺流程见图6，其试验结果见表2。通过对钾长石精矿的化学成分进行分析，其化学组成如表3所示。原矿与精矿烧后的白度对比示意图如图7所示。

由表2可知，原矿的产率为100%，Fe2O3含量达0.96%。通过两次除铁后，钾长石精矿中的产率达77.88%，Fe2O3含量达0.28%。由此可以看出，通过两次除铁工艺，Fe2O3的含量明显降低，由原来的0.96%降低到0.28%，除铁效果明显。

由表1、表3可知，原矿中样品的白度为12，而精矿中样品的白度为55。所以通过两次除铁后，样品的白度明显提高。

3 结论

（1） 捕收剂用量对矿物除铁效果有一定的影响，当捕收剂用量为1500g/t时，其效果最佳。

（2） 水玻璃用量对矿物除铁效果有一定的影响，当其用量为300g/t时，其效果最佳。

（3） 矿浆的pH值对矿物除铁效果有一定的影响，当矿浆pH值为9左右时，效果最佳。

（4） 磨矿细度对除铁效果有一定的影响，当其磨矿细度为～0.074mm占50%时，效果最佳。

（5） 在满足所有原料最佳的情况下，采用两次除铁工艺，可以使得原矿烧后白度由12提升到55。而Fe2O3的含量明显降低，由原来的0.96%降低到0.28%。（下转第27页）此产品质量可以满足我国部分企业生产对长石原料质量的要求，为该矿的开发利用提供了可行的技术支撑。

参考文献

[1] 高艳丽.铁对玻璃生产的影响[J].玻璃，2008（12）：30-31.

[2] 张忠铭.陶瓷原料中的铁[J].中国陶瓷，1974（3）：33-36.

[3] 马光华.陶瓷原料质量评价在建陶生产中的应用[J].中国陶瓷工业，1999，6（1）：26-31.

[4] 李小静.江西某地钾长石尾矿除铁试验研究[J].矿产保护与利用，2010（3）：20-24.

[5] 郭保万.某高铁钾长石除铁工艺流程研究[J].矿产保护与利用，2000（2）：22-26.

[6] 胡波，韩效钊.我国钾长石矿产资源分布、开发利用、问题与对策[J].化工矿产地质，2005，27（1）：25-30.